A integridade de dutos ganha importância à medida em que o desenvolvimento da indústria expande a malha para transportar líquidos e gases num contexto de aumento das exigências ambientais. Um importante aliado para manutenção da integridade de dutos são reparos de materiais compósitos. Estes materiais apresentam baixa densidade, capacidade de direcionar resistência de acordo com as direções das solicitações, execução de reparo a frio sem necessidade de interromper produção ou grande maquinário. Este trabalho tem como objetivo desenvolver e implementar um algoritmo de elementos finitos que permita avaliar os esforços e a resistência das paredes de um tubos fabricados ou reparados com laminados de material compósito carregados com pressão interna. Entre as vantagens de desenvolver um programa tem-se: agilidade de avaliação, menor custo com licença, menores exigências computacionais, possibilidade de desenvolver o programa e o melhor entendimento da modelagem dos fenômenos. Utiliza-se como entrada do programa o diâmetro do duto, pressão interna e parâmetros do laminado. A modelagem em elementos finitos é realizada a partir da teoria clássica de laminados. Aplicando o carregamento resultante da pressão interna, determina-se os deslocamentos e são calculadas as tensões e aplicado o critério de falha de Tsai-Hill em cada camada. Estudos experimentais e numéricos encontrados na literatura foram simulados com o programa gerado e os resultados para propriedades do laminado, tensões nos dutos e pressão de ruptura apresentam concordância com os resultados da literatura.O programa ainda tem sua estrutura modificada para encontrar a pressão de falha a partir dos dados do laminado. O programa implementado permite uma avaliação rápida de resistência do reparo e possibilita avaliar rapidamente a resposta a mudanças nos parâmetros de projeto do laminado. / Nowadays the integrity of pipelines gets even more important as a result of the industry growth and strong enviromental requirements. An important ally in the maintenance of the integrity is the repair with composite materials. These materials have low specific gravity, repair can be done at low temperatures and they can orientate the main resistence according to the load. The goal of this work is to develop and inplement an algorithm that allows the assessment of loads and strength in the pipes loaded with internal pressure manufactured or repaired with composite laminates using the finite element method. Among the advantages of the own software development there are agility for the assessment , lower cost with software licence, lower computational demands, possibility of developing the software and a better understanding of the modeling of the fenomena. The inputs of the software are the diameter of the pipe, internal pressure and parameters of the composite laminate. The finite element analysis is constructed according to the classical laminate theory. After the loads resulting of the internal pressure are applied, the displacements are calculated and then the stresses and Tsai-Hill failure criteria are determined for each layer. Experimental and numerical studies were simulated with the developed software and the results for the laminae properties, pipe stress and the failure pressure are in agreement with the results found in the review. The software is modified in order to end the failure pressure to show the versatility of the algorithm. We conclude that the algorithm allows a fast assessment of the strenght of pipeline repair and the changes in the answer of the pipe when the repair parameters are changed.

Dutos de transmissão são tubulações especialmente desenvolvidas para transportar produtos diversos a longas distâncias e representam a forma mais segura e econômica de transporte para grandes quantidades de fluidos. Os dutos de gás natural, denominados gasodutos, são usados para transportar o gás desde os campos de produção até os centros consumidores, onde o gás é inserido em redes de distribuição para entrega aos consumidores finais. Os gasodutos de transporte apresentam diversas características de monopólio natural, que são o principal argumento econômico para sua regulação. A regulação visa garantir que esta atividade seja explorada de maneira eficiente, refletindo em tarifas de transporte justas para os consumidores e que proporcionem o retorno adequado aos investidores, levando-se em consideração a quantidade de gás transportado. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor metodologias de otimização multi-objetivo de projetos de redes de gasodutos de transporte, envolvendo métodos a posteriori. O problema de otimização formulado contempla restrições associadas ao escoamento do gás e o comportamento das estações de compressão. A solução do problema fornece um conjunto de projetos ótimos de redes de transporte em função da maximização da quantidade de gás natural transportado e da minimização da tarifa associada a esse serviço. A ferramenta foi aplicada a diversos estudos de caso com configurações típicas da indústria de transporte de gás natural. Os resultados mostraram que as metodologias propostas são capazes de fornecer subsídios que permitem ao tomador de decisão do ponto de vista regulatório realizar uma análise de trade-off entre a quantidade de gás transportado e a tarifa, buscando assim atender ao interesse da sociedade em relação à exploração do serviço de transporte / Transmition pipelines are especially designed pipes to transport a variety of products through long distances and represent the safest and most economical method of transporting large quantities of fluids. The natural gas pipelines, called gas pipelines, are employed in gas transportation from the production fields up to the consumer centers, where the gas is introducted in the distribution networks to be delivered to final consumers. The transportation pipelines present several attributes of natural monopoly which are the main economic reason for their regulation. Regulation aims to ensure the efficient exploration of this activity leading to fair transportation tariff to the consumers and reasonable return on investment to the investors, taking into account the amount of transported gas. In this context, the present work has the objective to propose methodologies for the multi-objective optimization of designs for natural gas transportation pipeline networks employing a posteriori methods. The formulated optimization issue comprises restrictions associated to gas flow and compressor stations behavior. The solution provides a group of optimum transport network designs concerning the maximization of the amount of transported natural gas and the minimization of the tariff associated to this service. The tool was employed in a variety of case studies with typical configurations of the natural gas transport industry. The results showed that the proposed methodologies are able to provide information which will permit that the decision maker, from the regulatory point of view, performs a trade-off analysis considering the amount of transported gas and the tariff, aiming to fulfill the society expectations concerning the exploration of transport service

Soil bioengineering is a widespread science which is usually applied in Europe and North America for natural systems stabilization such as streambanks, slopes and eroded areas. It is a relatively new technical discipline, that has well developed concepts, from a practical point of view. Nevertheless, it still has some theoretical and technical issues that should be addressed. One of those issues is related with the lack of analytical methodologies and procedures for the elaboration of projects based on soil bioengineering techniques. Taking this issue into consideration, the purpose of this dissertation is to accomplish the development of a project methodology for the application of soil bioengineering techniques in infrastructure works, and to show its use in one case study for river stabilization in pipeline stream crossing. The developed methodology presents an hierarchical procedure with three project phases: conceptual, basic and executive, each of which is composed by objectives and development activities. During project elaboration this methodology has proved to be relevant to acquire, manage and analyze information in a rationalized sequence, and hence, facilitating the understanding of the problem phenomenology, the choice of techniques and the design method for each problem, as well as logistic description and quantification required for the execution of the one projected case study. This methodology has proved to be an efficient tool to standardize and generalize soil bioengineering project activities for greater responsibility applications. / A engenharia natural é bastante difundida e comumente utilizada na Europa e América do Norte para a estabilização de sistemas naturais como taludes fluviais, encostas e áreas sob processo erosivo. É uma disciplina técnica relativamente recente que tem conceitos, do ponto de vista prático-aplicativo, bem desenvolvidos. Contudo, possui questões, principalmente de caráter teórico-técnico, que ainda devem ser respondidas. Uma dessas questões diz respeito à falta de metodologias analíticas e procedimentadas para o desenvolvimento de projetos de engenharia natural em obras de infraestrutura. Neste sentido, a proposta do presente trabalho consiste em desenvolver uma metodologia para a elaboração de projetos de engenharia natural para obras de infraestrutura e demonstrar sua aplicação no desenvolvimento de um projeto de estabilização fluvial em travessia de dutos terrestres. A metodologia desenvolvida apresenta um procedimento hierarquizado composto por três fases de projeto: Conceitual, Básica e Executiva, sendo, cada uma, composta por objetivos e atividades de desenvolvimento. Na concepção do projeto a metodologia mostrou-se importante para a organização das informações em uma sequência racionalizada de obtenção e análise, facilitando, desse modo, a compreensão da fenomenologia dos problemas envolvidos, a escolha e o dimensionamento das técnicas mais adequadas a cada problema, bem como a descrição e quantificação da logística necessária à implantação da obra projetada. A metodologia se mostra uma ferramenta eficiente na uniformização e universalização das atividades de projeto de engenharia natural em aplicações de maior responsabilidade.

A presente pesquisa propõe estabelecer uma discussão em torno da integração supranacional de infra-estruturas energéticas, tendo como enfoque principal a rede de gasodutos. Entende-se que a expansão de infra-estruturas energéticas acaba gerando repercussões diferenciadas no território, tanto na escala supranacional quanto na escala regional/local. Desde a flexibilização do setor de petróleo no Brasil, em meados da década de 1990, a Petrobras vem expandindo significativamente sua atuação internacional, onde o gás natural é colocado como os dos principais objetivos para exploração. Considera-se fundamental entender os principais aspectos do processo de integração supranacional de infraestruturas energéticas, assim como as principais repercussões territoriais após a introdução de um novo insumo energético na escala local/regional, no caso específico desta pesquisa, a Região Metropolitana de Porto Alegre - RMPA. Estas repercussões são mensuradas através de uma amostra do setor industrial da RMPA, onde se procura analisar a importância da inserção do gás natural para este setor, manifestado através da destinação e conversão do consumo energético, atração de novos investimentos e até mesmo mobilidade territorial. / The present research aims at establishing a discussion about the supranational integration of the energetic infrastructure, having as its main focus the gas pipeline network. We understand that the expansion of energetic infrastructures generate differentiated repercussions in the territory at both the supranational and regional/local scales. Since the flexibilization of the petrol sector in Brazil, in the middle 1990s, the international participation of Petrobras has been growing significantly, and the natural gas is placed as one of the main objectives for the exploration. Therefore, it is fundamental to understand the main aspects of the process of international integration of the energetic infrastructures, as well as the main territorial repercussions after the introduction of the new energetic input at the local/regional scale, more specifically, the metropolitan region of Porto Alegre – RMPA. These repercussions are measured through a sample of the industrial sector of RPMA, where we try to analyze the importance of the insertion of the natural gas for this sector, manifested through the destination and conversion of the energetic consume, attraction of new investments, as well as territorial mobility.

[pt] Diversos processos práticos apresentam uma seqüência de diferentes configurações de escoamentos bifásicos, com diferentes padrões de escoamento. Dependendo das razões entre as velocidades superficiais do gás e do líquido, diferentes padrões de escoamento bifásico podem ser encontrados. O padrão de escoamento slug pode ser formado a partir do padrão estratificado, devido ao crescimento das instabilidades hidrodinâmicas ou devido às ondulações no terreno onde se instala a tubulação. O presente trabalho consiste na análise do escoamento bifásico no padrão slug, ao longo de tubulações horizontais, mediante a aplicação do modelo de dois fluidos em sua forma transiente e unidimensional. Através de uma análise de estabilidade de Kelvin-Helmholtz para escoamento estratificado, estima-se a possível faixa de operação para a obtenção de um modelo matemático bem posto. Diferentes técnicas de discretização foram implementadas e testadas. Comparações com dados disponíveis na literatura foram realizadas. / [en] Several practical processes show a sequence of different configurations of two-phase flows, with different flows pattern. Depending upon the relation between the superficial velocities of gas and liquid, different two- phase flows patterns can be found. Slug flow can be formed from the stratified flow, due to growth of hydrodynamic instabilities or due to undulations of the surface where the pipes are installed. The present work consists in the analysis of two-phase flow in slug flow through horizontal pipes using the two-fluid model in its transient and one-dimensional form. By means of a Kelvin-Helmholtz stability analysis for stratified flows, the operation range for obtaining of a well-posed mathematical model is estimated. Different techniques of discretization were implemented and tested. Comparisons with result obtained in the literature were done.

Image processing pipelines are ubiquitous. Every image captured by a camera and every image uploaded on social networks like Google+or Facebook is processed by a pipeline. Applications in a wide range of domains like computational photography, computer vision and medical imaging use image processing pipelines. Many of these applications demand high-performance which requires effective utilization of modern architectures. Given the proliferation of camera enabled devices and social networks optimizing these emerging workloads has become important both at the data center and the embedded device scales. An image processing pipeline can be viewed as a graph of interconnected stages which process images successively. Each stage typically performs one of point-wise, stencil, sam-pling, reduction or data-dependent operations on image pixels. Individual stages in a pipeline typically exhibit abundant data parallelism that can be exploited with relative ease. However, the stages also require high memory bandwidth preventing effective uti-lization of parallelism available on modern architectures. The traditional options are using optimized libraries like OpenCV or to optimize manually. While using libraries precludes optimization across library routines, manual optimization accounting for both parallelism and locality is very tedious. Inthisthesis,wepresentthedesignandimplementationofPolyMage,adomain-specific language and compiler for image processing pipelines. The focus of the system is on au-tomatically generating high-performance implementations of image processing pipelines expressed in a high-level declarative language. We achieve such automation with: • tiling techniques to improve parallelism and locality by introducing redundant computation, v a model-driven fusion heuristic which enables a trade-off between locality and re-dundant computations, and anautotuner whichleveragesthefusionheuristictoexploreasmallsubsetofpipeline implementations and find the best performing one. Our optimization approach primarily relies on the transformation and code generation ca-pabilities of the polyhedral compiler framework. To the best of our knowledge, this is the first model-driven compiler for image processing pipelines that performs complex fusion, tiling, and storage optimization fully automatically. We evaluate our framework on a modern multicore system using a set of seven benchmarks which vary widely in structure and complexity. Experimental results show that the performance of pipeline implementations generated by our approach is: • up to 1.81× better than pipeline implementations manually tuned using Halide, a state-of-the-art language and compiler for image processing pipelines, • on average 5.39× better than pipeline implementations automatically tuned using Halide and OpenTuner, and • on average 3.3× better than naive pipeline implementations which only exploit par-allelism without optimizing for locality. We also demonstrate that the performance of PolyMage generated code is better or compa-rable to implementations using OpenCV, a state-of-the-art image processing and computer vision library.

A coccidiose aviária é uma doença entérica causada por protozoários parasitas do gênero Eimeria. Visando uma maior compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na regulação do ciclo de vida dos parasitas, foram geradas 15.000 seqüências expressas (ORESTES) para cada uma das três espécies mais importantes: E. tenella, E. maxima e E. acervulina. O presente trabalho consistiu no desenvolvimento de componentes de anotação automática de seqüências para o sistema EGene, plataforma previamente desenvolvida pelo nosso grupo (Durham et al. Bioinformatics 21: 2812-2813, 2005) para a construção de processamentos encadeados (pipelines). Estes componentes foram utilizados para a construção de pipelines de anotação automática de seqüências-consenso obtidas a partir da montagem dos ORESTES de Eimeria spp. A anotação consistiu na identificação dos genes e atribuição da função dos respectivos produtos protéicos, baseando-se em um conjunto de evidências. As seqüências também foram classificadas e quantificadas utilizando-se um vocabulário controlado de termos de ontologia gênica (GO). / Avian coccidiosis is an enteric disease caused by protozoan parasites of the genus Eimeria. Aiming at obtaining a better understanding of the molecular mechanisms that regulate the life cycle of the parasites, our group generated 15,000 expressed sequences (ORESTES) for each one of the three most important species: E. tenella, E. maxima and E. acervulina. In the present work, we report the development of a set of components for the automated sequence annotation through EGene, a platform for pipeline construction previously described by our group (Durham et al. Bioinformatics 21: 2812-2813, 2005). These components were used to construct pipelines for the automated annotation of assembled sequences of ORESTES of Eimeria spp. The annotation process consisted in the identification of genes and the corresponding protein function based on a set of evidences. The sequences were also mapped and quantified using a controlled vocabulary of gene ontology (GO) terms.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobertoEPB_DISSERT.pdf: 1009635 bytes, checksum: 353b50f5c3e1f13817d981d7d7a2bb6d (MD5) Previous issue date: 2014-08-19 / The petroleum production pipeline networks are inherently complex, usually decentralized systems. Strict operational constraints are applied in order to prevent serious problems like environmental disasters or production losses. This paper describes an intelligent system to support decisions in the operation of these networks, proposing a staggering for the pumps of transfer stations that compose them. The intelligent system is formed by blocks which interconnect to process the information and generate the suggestions to the operator. The main block of the system uses fuzzy logic to provide a control based on rules, which incorporate knowledge from experts. Tests performed in the simulation environment provided good results, indicating the applicability of the system in a real oil production environment. The use of the stagger proposed by the system allows a prioritization of the transfer in the network and a flow programming / As redes de escoamento da produ??o de petr?leo s?o sistemas comumente descentralizados, inerentemente complexos. Restri??es operacionais r?gidas s?o aplicadas para evitar problemas graves, como desastres ambientais ou perdas de produ??o. Este trabalho descreve um sistema inteligente para auxiliar as decis?es na opera??o dessas malhas, propondo um escalonamento das bombas das esta??es de transfer?ncia que a comp?em. O sistema inteligente ? formado por blocos, que se interligam para processar a informa??o e gerar as sugest?es para o operador. O bloco principal do sistema utiliza a l?gica fuzzy para prover um controle baseado em regras, que incorporam o conhecimento de especialistas. Os testes realizados em ambiente de simula??o obtiveram bons resultados, indicando a aplicabilidade do sistema em um ambiente real de produ??o de petr?leo. O uso do escalonamento proposto pelo sistema permite uma prioriza??o da transfer?ncia na rede e uma programa??o do escoamento

A integridade de dutos ganha importância à medida em que o desenvolvimento da indústria expande a malha para transportar líquidos e gases num contexto de aumento das exigências ambientais. Um importante aliado para manutenção da integridade de dutos são reparos de materiais compósitos. Estes materiais apresentam baixa densidade, capacidade de direcionar resistência de acordo com as direções das solicitações, execução de reparo a frio sem necessidade de interromper produção ou grande maquinário. Este trabalho tem como objetivo desenvolver e implementar um algoritmo de elementos finitos que permita avaliar os esforços e a resistência das paredes de um tubos fabricados ou reparados com laminados de material compósito carregados com pressão interna. Entre as vantagens de desenvolver um programa tem-se: agilidade de avaliação, menor custo com licença, menores exigências computacionais, possibilidade de desenvolver o programa e o melhor entendimento da modelagem dos fenômenos. Utiliza-se como entrada do programa o diâmetro do duto, pressão interna e parâmetros do laminado. A modelagem em elementos finitos é realizada a partir da teoria clássica de laminados. Aplicando o carregamento resultante da pressão interna, determina-se os deslocamentos e são calculadas as tensões e aplicado o critério de falha de Tsai-Hill em cada camada. Estudos experimentais e numéricos encontrados na literatura foram simulados com o programa gerado e os resultados para propriedades do laminado, tensões nos dutos e pressão de ruptura apresentam concordância com os resultados da literatura.O programa ainda tem sua estrutura modificada para encontrar a pressão de falha a partir dos dados do laminado. O programa implementado permite uma avaliação rápida de resistência do reparo e possibilita avaliar rapidamente a resposta a mudanças nos parâmetros de projeto do laminado. / Nowadays the integrity of pipelines gets even more important as a result of the industry growth and strong enviromental requirements. An important ally in the maintenance of the integrity is the repair with composite materials. These materials have low specific gravity, repair can be done at low temperatures and they can orientate the main resistence according to the load. The goal of this work is to develop and inplement an algorithm that allows the assessment of loads and strength in the pipes loaded with internal pressure manufactured or repaired with composite laminates using the finite element method. Among the advantages of the own software development there are agility for the assessment , lower cost with software licence, lower computational demands, possibility of developing the software and a better understanding of the modeling of the fenomena. The inputs of the software are the diameter of the pipe, internal pressure and parameters of the composite laminate. The finite element analysis is constructed according to the classical laminate theory. After the loads resulting of the internal pressure are applied, the displacements are calculated and then the stresses and Tsai-Hill failure criteria are determined for each layer. Experimental and numerical studies were simulated with the developed software and the results for the laminae properties, pipe stress and the failure pressure are in agreement with the results found in the review. The software is modified in order to end the failure pressure to show the versatility of the algorithm. We conclude that the algorithm allows a fast assessment of the strenght of pipeline repair and the changes in the answer of the pipe when the repair parameters are changed.

Dutos de transmissão são tubulações especialmente desenvolvidas para transportar produtos diversos a longas distâncias e representam a forma mais segura e econômica de transporte para grandes quantidades de fluidos. Os dutos de gás natural, denominados gasodutos, são usados para transportar o gás desde os campos de produção até os centros consumidores, onde o gás é inserido em redes de distribuição para entrega aos consumidores finais. Os gasodutos de transporte apresentam diversas características de monopólio natural, que são o principal argumento econômico para sua regulação. A regulação visa garantir que esta atividade seja explorada de maneira eficiente, refletindo em tarifas de transporte justas para os consumidores e que proporcionem o retorno adequado aos investidores, levando-se em consideração a quantidade de gás transportado. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor metodologias de otimização multi-objetivo de projetos de redes de gasodutos de transporte, envolvendo métodos a posteriori. O problema de otimização formulado contempla restrições associadas ao escoamento do gás e o comportamento das estações de compressão. A solução do problema fornece um conjunto de projetos ótimos de redes de transporte em função da maximização da quantidade de gás natural transportado e da minimização da tarifa associada a esse serviço. A ferramenta foi aplicada a diversos estudos de caso com configurações típicas da indústria de transporte de gás natural. Os resultados mostraram que as metodologias propostas são capazes de fornecer subsídios que permitem ao tomador de decisão do ponto de vista regulatório realizar uma análise de trade-off entre a quantidade de gás transportado e a tarifa, buscando assim atender ao interesse da sociedade em relação à exploração do serviço de transporte / Transmition pipelines are especially designed pipes to transport a variety of products through long distances and represent the safest and most economical method of transporting large quantities of fluids. The natural gas pipelines, called gas pipelines, are employed in gas transportation from the production fields up to the consumer centers, where the gas is introducted in the distribution networks to be delivered to final consumers. The transportation pipelines present several attributes of natural monopoly which are the main economic reason for their regulation. Regulation aims to ensure the efficient exploration of this activity leading to fair transportation tariff to the consumers and reasonable return on investment to the investors, taking into account the amount of transported gas. In this context, the present work has the objective to propose methodologies for the multi-objective optimization of designs for natural gas transportation pipeline networks employing a posteriori methods. The formulated optimization issue comprises restrictions associated to gas flow and compressor stations behavior. The solution provides a group of optimum transport network designs concerning the maximization of the amount of transported natural gas and the minimization of the tariff associated to this service. The tool was employed in a variety of case studies with typical configurations of the natural gas transport industry. The results showed that the proposed methodologies are able to provide information which will permit that the decision maker, from the regulatory point of view, performs a trade-off analysis considering the amount of transported gas and the tariff, aiming to fulfill the society expectations concerning the exploration of transport service